IEC 60700-12015AMD12021 修改件1.高压直流输电（HVDC）用晶闸管阀.第1部分电气试验标准立项发展报告

修改件1.高压直流输电（HVDC）用晶闸管阀第1部分：电气试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1—ThyristorValvesforHighVoltageDirectCurrent(HVDC)PowerTransmission—Part1:ElectricalTesting摘要高压直流输电（HVDC）技术作为远距离、大容量电力传输的核心解决方案，在全球能源转型和新型电力系统建设中发挥着不可替代的作用。晶闸管阀作为HVDC换流站的核心设备，其电气试验方法的统一性和科学性直接影响工程安全与运行可靠性。IEC60700-1:2015/AMD1:2021《修改件1.高压直流输电（HVDC）用晶闸管阀第1部分：电气试验》由国际电工委员会（IEC）发布，是现行有效的国际标准修订文件。本报告系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、技术内容及其与国内外相关标准的协调关系，深入分析了标准修订的关键技术变化及其对试验方法、设备设计验证和工程验收的深远影响。报告指出，此次修改件重点回应了柔性直流输电技术发展带来的宽禁带器件应用、高dv/dt工况以及新型试验回路适应性等新问题，进一步完善了电气试验的程序要求和判定准则。该标准的发布实施，对提升我国HVDC设备制造水平、支撑特高压直流工程建设和推动中国标准“走出去”具有重要的指导意义和参考价值。关键词：高压直流输电；晶闸管阀；电气试验；IEC标准；修改件；换流阀；标准修订Keywords:HVDC;ThyristorValve;ElectricalTesting;IECStandard;Amendment;ConverterValve;StandardRevision1.引言1.1研究背景随着全球能源结构加速向清洁低碳方向转型，高压直流输电技术凭借其输送容量大、损耗低、调节灵活等技术优势，已成为跨区域能源优化配置和新能源大规模并网的关键支撑技术。中国已建成世界上规模最大、电压等级最高的HVDC工程体系，包括±800kV特高压直流工程和±500kV柔性直流工程等，在运直流输电线路总长度和输送容量均居世界首位。晶闸管阀（ThyristorValve）是HVDC换流站中实现交流/直流电能变换的核心设备，其运行工况复杂、承受电压电流应力严酷，对设备的设计、制造和试验验证提出了极高要求。电气试验作为验证晶闸管阀设计正确性和运行可靠性的最重要手段，其试验方法的统一性、科学性和可操作性直接关系到设备质量和工程安全。1.2标准基本信息本次报告涉及的标准文件为IEC60700-1:2015/AMD1:2021，即对IEC60700-1:2015《高压直流输电（HVDC）用晶闸管阀第1部分：电气试验》的修改件1。该标准由国际电工委员会（IEC）归口管理，具体由IEC/SC22F（输配电系统电力电子技术分委员会）负责制定和修订。标准于2021年9月15日正式发布，现行有效，文件语言为英语和法语，分类号为整流器、转换器、稳压电源类别。1.3目的与意义本报告旨在全面梳理IEC60700-1:2015/AMD1:2021的立项背景、修订过程、主要技术变化和应用影响，为行业技术人员、科研人员和标准化工作者提供系统参考。报告特别关注该修改件对国内外HVDC设备制造与试验技术的引领作用，以及对我国相关标准体系建设的借鉴意义。2.标准立项背景与需求分析2.1技术发展驱动力近年来，HVDC技术领域呈现出一系列新变化，对原有标准的适用性提出了挑战。第一，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术快速崛起。基于电压源换流器的柔性直流输电技术已在远距离海上风电送出、城市电网互联、新能源并网等场景获得大规模工程应用。尽管IEC60700-1主要针对电网换相换流器（LCC）用晶闸管阀，但柔性直流工程的快速发展推动了整个HVDC产业链对统一、规范的阀试验方法的更高需求。第二，新型功率半导体器件不断涌现。除传统晶闸管外，集成门极换流晶闸管（IGCT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）乃至宽禁带器件（SiC、GaN）在HVDC领域的应用探索持续推进，对试验电压电流波形、dv/dt耐受能力、短路关断能力等提出了新的验证要求。第三，更高电压等级和更大单阀容量的工程需求。±1100kV昌吉—古泉特高压直流工程已于2019年投运，单阀组电压和电流水平进一步提升，原有的试验判据和等效性假设需要重新审视。2.2标准使用中的问题反馈IEC60700-1:2015自发布以来，在全球范围内得到广泛应用，成为HVDC晶闸管阀电气试验的基准文件。然而，在实际使用过程中，各方也反馈了若干需要澄清或补充的技术问题，主要包括：-部分试验回路在特定工况下的等效性需进一步明确；-新增试验项目（如非周期触发试验、恢复期暂态过电压试验等）的程序描述需细化；-对试验结果判定准则的一致性需加强；-对阀基电子设备（VBE）接口和光纤触发系统的试验要求需补充。2.3立项必要性在上述背景下，IEC/SC22F委员会经充分讨论和投票，决定对IEC60700-1:2015启动修改程序，以修改件（Amendment）形式对该标准进行针对性修订。采用修改件方式而非全面修订，主要考虑到原标准整体框架仍适用，修改范围集中在若干关键条款，有利于保持标准的连续性和稳定性，同时缩短修订周期、降低用户采纳成本。3.标准修订过程与主要技术变化3.1修订过程IEC60700-1:2015/AMD1:2021的修订工作按照IEC标准制定程序开展。项目建议书（NP）经成员国投票通过后，由SC22F工作组负责起草，经历了委员会草案（CD）、最终国际标准草案（FDIS）等阶段，各阶段均向各国家委员会征求意见并逐条处理反馈意见。经过多轮磋商和修改，最终于2021年9月15日正式发布。3.2主要技术变化内容由于该文件为修改件，其内容以对原标准条款的增补、替换或删除的形式呈现。综合公开信息和行业反馈，本次修改件的主要技术变化集中在以下几个方面：（1）试验条件的细化和明确修改件对部分电气试验项目的试验条件进行了细化和补充，包括对试验环境温度、冷却水流量、触发脉冲参数等的更精确规定，减少了因试验条件差异导致的测试结果离散性，提高了试验的可重复性和可比性。（2）新增试验项目和程序补充针对近年来工程实践中暴露出的新问题，修改件补充了若干试验程序。例如，对阻尼回路性能验证、阀电抗器在不同频率下的阻抗特性测试、以及阀在故障电流下的耐受能力验证等试验程序增加了更加具体的规定。（3）对试验结果判定准则的完善在原有“无损坏、功能正常”的判定基础上，修改件对泄漏电流变化范围、电压分布不均系数、温升限值等定量判据进行了细化或调整，使合格判定更加客观和可操作。（4）术语和定义的修订部分术语定义根据技术发展进行了更新，增加了与新型器件和新型拓扑相关的术语，使标准内容与当前技术状态保持同步。3.3与IEC60700系列其他部分的协调IEC60700标准系列包括多个部分，除第1部分（电气试验）外，还包括第2部分（设备运行和维护）等。本次修改件在修订过程中充分考虑了与其他部分的协调一致性，确保术语、定义和试验要求在系列标准间保持一致。4.标准内容概述——IEC60700-1:2015框架下的电气试验体系为完整理解本次修改件的作用和意义，有必要对IEC60700-1:2015的主体框架和电气试验体系作简要回顾。IEC60700-1:2015规定的电气试验体系涵盖型式试验（TypeTests）、例行试验（RoutineTests）和抽样试验（SamplingTests）三个层次。试验项目主要包括：-绝缘试验：包括雷电冲击电压试验、操作冲击电压试验、陡波前冲击电压试验、交流电压试验和直流电压试验等，用于验证阀在规定绝缘水平下的耐受能力。-运行试验：包括最大持续运行损耗试验、最大暂时运行损耗试验、短路电流试验等，用于验证阀在实际运行工况下的热性能和电气应力耐受能力。-辅助设备试验：包括阀基电子设备（VBE）、触发单元、阻尼回路等辅助组件的功能试验。-出厂试验：包括外观检查、密封性试验、低压通电检查等，用于验证每台阀产品的一致性和完好性。上述各项试验中，阀的绝缘耐受能力试验和运行性能试验是最核心的内容，直接决定了阀的设计裕度和运行可靠性。本次修改件的发布，正是在保持上述整体试验架构的基础上，针对试验条件、程序细节、判定准则等方面进行精准修订和补充，使标准更好地适应当前技术水平和工程需求。5.主要修订单位介绍——IEC/SC22F与相关技术组织5.1IEC/TC22与SC22F组织概况IEC60700-1:2015/AMD1:2021由国际电工委员会（IEC）第22技术委员会（TC22——电力电子系统与设备）下属的SC22F分技术委员会（电力电子设备在输电系统中的应用）负责归口管理。IEC/TC22成立于1960年代，其工作范围涵盖电力电子设备的设计、试验和应用等各个领域，是电力电子技术领域最权威的国际标准化组织之一。SC22F则专门负责输配电系统中电力电子设备的标准制定，其工作范围覆盖高压直流输电换流阀、静止无功补偿装置（SVC）、柔性交流输电系统（FACTS）设备等。SC22F的成员包括来自各成员国的国家委员会指派的专家，以及来自ABB、西门子能源、GE可再生能源、东芝、日立能源等全球主要设备制造商和电力公司的技术专家。该分委会的主席和秘书处由相关国家委员会承担，各国专家以工作组（WorkingGroup）或维护组（MaintenanceTeam）的形式参与具体标准的起草和维护工作。在IEC60700-1修改过程中，SC22F的专家团队通过对各国运行经验反馈的收集、试验数据的比对分析以及技术讨论，最终形成了修改件文本。5.2中国参与情况——中国电力科学研究院有限公司中国作为IEC的正式成员，长期以来积极深度参与IEC60700系列的修订工作。其中，中国电力科学研究院有限公司（以下简称“中国电科院”）是参与IEC60700-1系列标准修订最为深入的中国单位之一。中国电科院成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研机构，也是我国电力行业综合性的权威研究机构。在HVDC技术领域，中国电科院建有国家电网仿真中心、大功率电力电子试验检测实验室等高水平科研平台，拥有世界领先的换流阀电气试验能力和丰富的工程实践经验。该院长期承担国内±400kV至±1100kV各电压等级直流输电工程换流阀的型式试验和出厂试验任务，累计完成了数十个工程、数百台换流阀的试验验证工作。在IEC60700-1及修改件1的编制过程中，中国电科院专家作为中国国家委员会（通过中国电器工业协会归口）的核心技术代表，深度参与了标准草案的技术讨论和意见反馈。中国电科院团队基于国内特高压直流工程和柔性直流工程的大量试验数据和运行经验，就高dv/dt工况下晶闸管阀的试验方法、恢复期暂态过电压的模拟方法、阀基电子设备的接口试验要求等技术内容提出了多项具有建设性的修改建议，多方面的建议被标准修订工作组采纳。在标准修订期间，中国电科院还牵头组织了国内换流阀制造商（如许继集团、西电电力系统、南瑞继保等）和电网运营企业开展多轮技术研讨，汇总形成中国相关行业的统一反馈意见，通过IEC正式渠道提交至SC22F秘书处，有力地提升了中国在HVDC换流阀国际标准制定中的话语权和影响力。5.3标准实施的技术支撑中国电科院不仅参与标准制定，还在标准实施方面发挥着重要的技术支撑作用。依托其大功率电力电子试验检测实验室，中国电科院已按照IEC60700-1及修改件1的要求建立了完善的换流阀电气试验能力，可开展从绝缘试验到运行试验的全部标准试验项目。该实验室同时具备为国内设备制造企业提供标准宣贯、试验方法培训和检测服务的能力，为IEC60700-1:2015/AMD1:2021在中国的落地实施提供了坚实的技术保障。6.标准应用与影响分析6.1对设备制造企业的指导作用对于换流阀设计和制造企业而言，IEC60700-1:2015/AMD1:2021所规定的试验方法和判定准则直接决定了产品设计验证的程序和成本。修改件对试验细节的补充和明确，有助于制造企业更加准确地理解标准要求，减少因理解偏差导致的重复试验和设计返工，提高产品开发效率。6.2对工程建设和运营的支撑对于电网企业和工程总承包方而言，该标准是工程招标、设备验收和运行维护的重要技术依据。修改件的实施有助于统一各工程项目对换流阀电气性能的验收尺度，保障工程质量。同时，更加科学的试验判定准则有助于更准确地评估在役阀的健康状态，为状态检修和寿命管理提供技术支撑。6.3对标准体系建设的参考意义IEC60700-1:2015/AMD1:2021的修订方式和技术内容对我国标准体系建设具有参考价值。一方面，修改件专注于解决实际问题、精准修订的编制模式值得借鉴；另一方面，对新型器件和新型拓扑的前瞻性关注，提示我国相关标准应加强对新技术发展趋势的跟踪和响应速度。6.4国际影响作为IEC发布的国际标准修改件，该文件的实施将影响全球HVDC设备市场的技术准入门槛。对于正在积极开拓国际市场的中国换流阀制造企业而言，深入理解和有效应用该标准是进入国际市场的必要条件。中国电科院等机构深度参与标准修订，也为我国在HVDC领域从“技术跟随”向“技术引领”转变提供了标准层面的有力支撑。7.结论与展望IEC60700-1:2015/AMD1:2021《修改件1.高压直流输电（HVDC）用晶闸管阀第1部分：电气试验》的发布，是HVDC技术领域国际标准化工作的一项重要成果。该修改件以精准、务实的方式回应了近年来HVDC技术在更高电压等级、新型功率器件应用和更复杂运行工况等方面对电气试验方法提出的新需求，进一步完善了国际通用的换流阀电气试验技术体系。从长远来看，随着全球能源转型深入推进和我国新型电力系统建设加速，HVDC技术将继续向更高电压等级、更大输送容量和更灵活的控制方式发展。晶闸管阀作为HVDC换流站的核心装备，其试验验证技术也必将持续演进。未来，IEC60700系列标准的进一步修订将可能涉及以下方向：柔直换流阀试验方法的深入融合、宽禁带功率器件试验方法的建立、数字化和智能化试验技术的应用，以及基于运行数据的状态评估与剩余寿命预测